С развитием "зеленой" технологии добычи полезных ископаемых новые энергетические вагонетки постепенно вытеснили традиционные вагонетки, работающие на топливе, благодаря таким преимуществам, как нулевой уровень выбросов и низкое энергопотребление, и стали основным оборудованием для транспортировки полезных ископаемых.Однако использование литиевых батарей и высоковольтных электрических систем в сочетании с экстремальными условиями эксплуатации в шахтах значительно повышает риск самовозгорания по сравнению с традиционными транспортными средствами.В частности, условия эксплуатации подземных и открытых шахт сильно отличаются друг от друга, а пути передачи риска и степень опасности принципиально различны. Характеристики быстрого распространения “теплового выброса” при авариях с самопроизвольным возгоранием также делают точный контроль периода эвакуационного окна ключом к безопасности жизни.
Различия в рисках между подземными и открытыми шахтами
Риск самовозгорания новых энергетических шахтных машин существенно различается в подземных и открытых условиях. Основные различия обусловлены пространственными условиями, факторами окружающей среды и возможностями вспомогательного оборудования. Конкретное сравнение приведено ниже：
Риски, связанные со сценариями подземной добычи полезных ископаемых
Подземное помещение герметично, а условия вентиляции плохие. При возникновении самопроизвольного возгорания густой дым и токсичные газы (фтористый водород, монооксид углерода и т.д., образующиеся при сгорании литиевых батарей) с трудом распространяются и быстро скапливаются в рабочей зоне, вызывая риск отравления и удушья персонала.В то же время под землей находятся легковоспламеняющиеся и взрывоопасные вещества, такие как газ и угольная пыль, и открытое пламя или высокая температура, возникающие в результате самовозгорания, могут легко спровоцировать вторичный взрыв, образуя цепочку катастроф “самовозгорание - ядовитый газ -взрыв”.Кроме того, подземная проезжая часть узкая, а путь эвакуации единственный. После самопроизвольного возгорания вагонетки проход может быть заблокирован, что затруднит эвакуацию, а доступ спасательного оборудования и персонала будет ограничен, и эффективность тушения и ликвидации пожара значительно снизится.
Риски, связанные с открытыми шахтами
Сцена под открытым небом отличается открытым пространством, хорошей вентиляцией, легким распространением токсичных газов, а риск вторичного взрыва ниже, чем под землей, но воздействие экстремальных факторов окружающей среды на самовозгорание более заметно.Летом прямые солнечные лучи приводят к резкому повышению температуры в автомобиле, что ускоряет старение аккумулятора и его перегрев; на шахте образуется больше пыли, песка и гравия, которые могут легко повредить уплотнения высоковольтных линий и аккумуляторных блоков, что может привести к короткому замыканию линий и повреждению аккумулятора.В то же время рабочий радиус карьерной тележки велик, высока вероятность столкновения, велик риск того, что острая руда пробьет аккумуляторную батарею, а на открытом воздухе нет укрытий, ветер сильно влияет на скорость распространения пожара, и это может привести к возгоранию. легко воспламеняются окружающие сорняки и рудные залежи, расширяя масштабы бедствия.
- Три основных стимула для самовозгорания новых энергетических мини-машин
Учитывая условия труда при добыче полезных ископаемых и конструктивные особенности новых энергетических транспортных средств, основные причины аварий с самовозгоранием сосредоточены в трех аспектах: аккумуляторной системе, электрической системе и эксплуатации и техническом обслуживании, на которые в совокупности приходится более 90%. Конкретный анализ заключается в следующем：
Тепловой разгон батареи (на долю которого приходится 82%)
Перегрев литиевых батарей является основной причиной самовозгорания новых энергетических миникаров, и его суть заключается в резком повышении температуры, вызванном неконтролируемой побочной экзотермической реакцией внутри батареи.В шахтных сценариях причиной теплового выброса в основном являются: во-первых, физические повреждения, удары и столкновения шахтных машин вызывают деформацию аккумуляторной батареи, разрыв мембраны вызывает короткое замыкание положительного и отрицательного электродов, а в крайних случаях острая руда пробивает аккумуляторную батарею, что непосредственно приводит к тепловому выбросу. Экспериментальные данные показывают, что после того, как батарея прокалена, проходит всего 58 секунд от термического разряда батареи до полного сгорания всего комплекта; во-вторых, условия работы перегружены, шахта перегружена, а сцена восхождения приводит к тому, что батарея разряжается при высокой мощности в течение длительного времени., и тепло не может быть своевременно отведено, что приводит к высокой температуре на открытом воздухе и плохому отводу тепла под землей, что ускоряет накопление тепла; в-третьих, батарея стареет и имеет дефекты качества, а длительная переработка приводит к росту разветвлений литиевых кристаллов. материал, из которого изготовлена недорогая аккумуляторная батарея, не соответствует стандарту условий эксплуатации в шахтах, а соответствует только лабораторному порогу безопасности, и в сложных условиях работы он легко выходит из строя и приводит к перегреву.
Отказ высоковольтной электрической системы
Высоковольтная электрическая система новых энергетических карьерных машин (двигатели, кабели, шкафы управления и т.д.) питается высоким напряжением и большим током, а суровые условия эксплуатации шахты могут легко привести к поломкам и пожарам.С одной стороны, высокая влажность под землей и пылевая эрозия на открытом воздухе приводят к старению и повреждению изоляционного слоя цепи, что приводит к короткому замыканию и возгоранию, особенно в местах соединения кабелей, из-за слабой вибрации контактное сопротивление увеличивается, что приводит к локальному повышению температуры и постепенному возгоранию окружающих горючих веществ; с другой стороны, с другой стороны, конструкция герметизации электрической системы недостаточна, подземный газ, водяной пар или дождевая вода под открытым небом проникают внутрь оборудования, нарушая изоляционные свойства, а электрическая цепь изменяется в нарушение правил при модификации шахтной тележки, что нарушает первоначальную конструкцию безопасности и значительно повышает ее надежность. существует риск короткого замыкания.Кроме того, длительная работа двигателя с перегрузкой приводит к перегреву, который также может привести к возгоранию электрических компонентов и распространению заряда на аккумуляторную батарею.
Неправильная эксплуатация и техническое обслуживание
Человеческий фактор является важной косвенной причиной аварий с самопроизвольным возгоранием, которые в основном проявляются в двух аспектах: нарушениях при эксплуатации и отсутствии надлежащей эксплуатации и технического обслуживания.На эксплуатационном уровне операторы незаконно перегружают и превышают скорость, чтобы не уложиться в сроки строительства, что увеличивает нагрузку на аккумулятор и электрическую систему; в линии зарядки используются неадаптированные зарядные устройства, что приводит к чрезмерно быстрой зарядке или перезарядке и чрезмерному разряду. Быстрая зарядка ускоряет миграцию ионов лития это приведет к нарушению стабильности защитной пленки аккумулятора, а чрезмерная зарядка приведет к резкому повышению температуры аккумулятора, что увеличит риск перегрева.На уровне эксплуатации и технического обслуживания высокая интенсивность горных работ привела к пренебрежению техническим обслуживанием транспортных средств, а также к отсутствию таких ключевых звеньев, как проверка герметичности аккумуляторных батарей, исследование старения линий электропередачи и проверка системы пожаротушения, что приводит к долгосрочному накоплению потенциальных скрытых опасностей; в целях снижения кроме того, некоторые шахты незаконно модифицировали неисправные транспортные средства, чтобы еще больше снизить показатели безопасности транспортных средств.
Определение и факторы, влияющие на период действия аварийного окна при самовозгорании новых транспортных средств для добычи полезных ископаемых
Период эвакуационного окна - это промежуток времени между сигналом предупреждения о самопроизвольном возгорании транспортного средства и возникновением опасности в кабине экипажа (проникновение дыма, распространение огня, обрушение конструкции). Его продолжительность напрямую определяет успешность эвакуации персонала, на которую в значительной степени влияет место происшествия и тип аварии и другие факторы. Существенные различия.
- Стандартный период базового окна
Согласно действующему национальному стандарту "Требования безопасности к силовым аккумуляторам для электромобилей" (GB/T 31498-2021), после того, как элемент силовой батареи теряет терморегуляцию, в течение 5 минут должен быть подан сигнал тревоги, чтобы зарезервировать время эвакуации для пассажиров.Однако стандарт основан на лабораторных статических испытаниях и не распространяется на экстремальные сценарии, такие как столкновения с минами и проколы.Фактические данные об авариях показывают, что после столкновения и самовозгорания грузовика Новая энергия требуется всего 42 секунды, чтобы кабина заполнилась густым дымом, а время эвакуации при некоторых авариях с проколом даже сокращается до 10-15 секунд, что намного ниже установленного национальным стандартом лабораторного порога.
- Различия в периоде окна для двух сцен
Открытые шахты: период эвакуационного окна относительно длительный, обычно 30-90 секунд.Открытая среда способствует распространению густого дыма, и нет угрозы вторичных взрывов газа и угольной пыли. Персонал может эвакуироваться на близлежащие открытые площадки, но он должен быть готов к быстрому распространению огня, вызванному ветром, и избегать попадания в огненное окружение.Если аккумуляторная батарея слегка закорочена и загорелась, период ожидания может быть увеличен до 2-3 минут. Вам необходимо воспользоваться возможностью для раннего предупреждения об эвакуации.
Подземные шахты: Период эвакуационного окна чрезвычайно короток, всего 15-40 секунд.Токсичные газы быстро накапливаются в замкнутых пространствах и могут привести к взрыву газа. Персоналу необходимо немедленно эвакуироваться по заранее установленному маршруту эвакуации после подачи сигнала тревоги, избегая при этом контакта с токсичными парами.Если проезжая часть перекрыта самовозгорающимися транспортными средствами, период действия "окна" еще больше сократится, что может легко привести к групповым жертвам.
В новых энергетических шахтных вагонах, оснащенных точными датчиками температуры и системами быстрого отключения питания, период действия аварийного окна может быть увеличен за 10-15 секунд, что позволяет продлить период действия аварийного окна.Однако по-прежнему существуют ограничения в отношении того, чтобы полагаться только на механизм раннего оповещения и эвакуации - на шахтах некоторые автомобили перевозят ключевое оборудование или находятся в основной рабочей зоне. Если вовремя не справиться с пожаром, это приведет не только к утилизации автомобиля, но и к повреждению оборудования, но это также может привести к возгоранию окружающих материалов и блокированию путей эвакуации. Напротив, это сужает пространство для последующих спасательных работ и эвакуации. Поэтому поддержка эффективных технологий пожаротушения стала ключевым звеном в обеспечении безопасности новых энергетических минных машин.
В этом контексте немецкая новая энергетическая технология пожаротушения - автоматическая система пожаротушения - постепенно стала основным решением в отрасли благодаря своим преимуществам адаптации к сложным условиям труда в шахтах.Система не полагается исключительно на ручное управление, а тесно связана с оригинальной системой определения температуры и быстрого отключения питания minecart, образуя замкнутую цепочку защиты “раннее предупреждение-отключение питания-пожаротушение”, которая может точно решить проблему новой энергетической системы minecart (особенно аккумуляторные батареи) утилизация при пожаре.
По сравнению с использованием традиционных средств пожаротушения, автоматическая система пожаротушения была специально оптимизирована для костра характеристики новой энергии minecars: во-первых, скорость реакции быстрая, и когда температура обнаружения устройство фиксирует аномальные отопления, выключение операция может быть завершена при запуске пожаротушения процедуры. По сравнению с ручным пожаротушения, он экономит массу времени и эффективно заполняет пробел защиту от раннего предупреждения, прежде чем огонь перекидывается; во-вторых, дальность стрельбы тушения точный и скрытые огневые точки внутри аккумулятора являются целевыми. С помощью специальных трубопроводов и хорошо дождевателей, настроенных на фиксированные точки, экологически чистые огнетушащие среды (специальным огнетушащим составом подходит для литиевой батареи пожары, которые не производят вторичного загрязнения) может сразу погасить батареи. Пакет полностью покрыта и форм кислорода барьерного слоя, чтобы блокировать горение и не допустить распространение огня на окружающие компоненты; в-третьих, он приспособлен для экстремальных условий работы, и нормализованный режим привода без электричества и давления делает систему более устойчив к высокой температуры, сильного ветра, пыли, а в открытом моя сцена, а также закрытые и влажной среде андеграунда, чтобы обеспечить стабильные рабочие характеристики огнетушащих функцию и не беспокоит сложных условиях.
С точки зрения сценариев практического применения, эта автоматическая система пожаротушения может быть использована для решения различных задач на открытых и подземных рудниках: на открытых рудниках она может быстро подавить первоначальный пожар, предотвратить распространение пожара, вызванного ветром, и выиграть больше времени для эвакуации персонала и последующих действий.- утилизация отходов; в подземных шахтах его эффективная способность к пожаротушению позволяет быстро контролировать распространение огня, уменьшать количество образующихся токсичных газов и предотвращать вторичные катастрофы, такие как взрывы газа, вызванные пожаром, что еще больше снижает риск групповых жертв.
Таким образом, немецкая технология пожаротушения new energy, представляющая собой совместное применение автоматической системы пожаротушения с точным ранним предупреждением, быстрым отключением питания и эффективным пожаротушением, позволила создать полноценную систему безопасности для новых транспортных средств для добычи полезных ископаемых, которая не только увеличивает время эвакуации за счет раннего предупреждения, но и также использует эффективные технологии пожаротушения, чтобы компенсировать недостаток защиты после эвакуации, и обеспечивает ключевую техническую поддержку для безопасного производства при реконструкции новых энергетических шахт.